KR100694840B1 - Manufacturing method of mechanical pulp from cornstalk - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일년생초인 옥수숫대에 증해제를 가하고, 증해제의 첨가 전, 중, 후로 기계적으로 정련(리파이닝 ; refining)시켜 완전히 옥수숫대 섬유를 분리하여서 펄프를 수득하는 옥수숫대 셀룰로오스로부터의 기계펄프의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 옥수숫대 셀룰로오스로부터의 기계펄프의 제조방법은, 옥수숫대를 원료로 하여 펄프를 제조함에 있어서, (1) 옥수숫대를 분쇄한 분쇄물 100중량부에 가성소다, 탄산나트륨, 산화나트륨 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 증해제 0.5 내지 5중량부를 가하고, 함침시킨 후, 고형분을 분리하여 증해시키는 1차증해단계; (2) 상기 1차증해단계에서 증해되어 수득된 혼합물에 상기 증해제 5 내지 10중량부를 더 가하고, 함침시킨 후, 고형분을 분리하여 증해시키는 2차증해단계;들을 포함하여 이루어지되, 상기 2차증해단계 직전, 상기 2차증해단계 도중 또는 상기 2차증해단계 이후에서 증해의 대상이 되는 고형분을 분리하여 기계적으로 리파이닝시키는 리파이닝단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for producing mechanical pulp from corn cellulose, in which a funnel is added to corncob, which is a year-old herb, and mechanically refined (refined) before, during and after the addition of the cooker to completely separate the corncob fibers to obtain pulp. According to the present invention, a method for producing a mechanical pulp from corn cob cellulose according to the present invention, in the production of pulp using a corn cob as raw material, (1) 100 parts by weight of pulverized crushed corn cob, sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium oxide or A first cooking step of adding 0.5 to 5 parts by weight of a cooking agent selected from the group consisting of two or more of these mixtures, impregnating and separating and solidifying the solid content; (2) further adding 5 to 10 parts by weight of the cooking agent to the mixture obtained by cooking in the first cooking step, and impregnating the secondary cooking step to separate and solidify the solids; And a refining step for separating and mechanically refining solids to be subjected to cooking immediately before the solution step, during the second cooking step or after the second cooking step.
옥수숫대, 펄프, 자원, 플러핑 펄프, 황산나트륨, 스팀 Corncob, pulp, resources, fluff pulp, sodium sulfate, steam
Description
본 발명은 옥수숫대 셀룰로오스로부터의 기계펄프의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 일년생초인 옥수숫대에 증해제를 가하고, 증해제의 첨가 전, 중, 후로 기계적으로 정련(리파이닝 ; refining)시켜 완전히 옥수숫대 섬유를 분리하여서 펄프를 수득하는 옥수숫대 셀룰로오스로부터의 기계펄프의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing mechanical pulp from corn cellulose. More specifically, the present invention is a mechanical pulp from corn cellulose to obtain a pulp by adding a thickener to corncob, which is a year-old herb, and mechanically refining before, during and after the addition of the thickener to completely separate the corncob fibers. It relates to a manufacturing method of.
이미 알고 있는 바와 같이, 현재 우리나라는 국민소득 상승으로 출판물, 신문, 인쇄용 판지, 그라프트지, 벌크 용지 등으로 세계 제7위의 종이 소비국인 동시에 세계 제9위 종이생산국이나, 종이를 생산하는 전량의 펄프는 100% 수입에 의존하고 있는 실정이다. 그러므로 펄프의 재료확보를 위하여 산림자원이 부족한 중국, 중동 및 인도에서는 초본류인 농산폐기물이나 대나무를 원료로 사용하여 펄프의 소재개발에 범 국가적 힘을 쏟고 있는 실정이며, 심지어 설탕 제조 후에 폐기되는 사탕수수대 찌끼를 원료로 하여 펄프를 생산하는 공정 등을 개발하고 있는 상태이다.As we already know, Korea is the world's seventh largest consumer of paper and the world's ninth largest paper producer or paper producer with publications, newspapers, printing cardboard, graft paper and bulk paper. Pulp is dependent on 100% imports. Therefore, in China, the Middle East, and India, where forest resources are scarce for securing the pulp materials, agricultural waste or bamboo, which is a herbaceous ingredient, is used as a raw material, and nationwide efforts are being made to develop pulp materials. He is developing a process for producing pulp using tailings as a raw material.
펄프산업의 육성은 반대로 산림자원의 훼손을 자초하기 때문에 새로운 펄프원료를 개발하여야 하며, 그러기 위해서는 여러 가지의 초본류로부터 셀룰로오스를 가공, 처리하여 제지로서의 이용가치를 높여야 한다. 특히 산림자원이 많은 선진국과 후진국들은 목재를 원료로 하여 섬유상의 셀룰로오스를 분리하여 제지용 및 용해용 펄프를 생산하기 때문에 전세계 펄프 생산량의 90% 이상이 목재펄프가 차지하고 있는 실정이다. 그러나 우리나라의 실정은 펄프에 적합치 못한 수종과 산림자원의 고갈로 펄프원료의 확보가 불가능하므로 새로운 전환점을 갖도록 노력하여야 할 것이다.The development of the pulp industry, on the contrary, leads to the deterioration of forest resources. Therefore, new pulp raw materials must be developed. To this end, it is necessary to process and process cellulose from various herbaceous materials to increase the value of papermaking. In particular, developed countries and developing countries, which have abundant forest resources, produce pulp for papermaking and melting by separating fibrous cellulose with wood as a raw material, which accounts for over 90% of the world's pulp production. However, in Korea, it is impossible to secure pulp raw materials due to the depletion of species and forest resources that are not suitable for pulp.
농촌에서 재배되는 옥수수는 우리의 식량으로 사용되고 있으나, 옥수숫대는 요즈음 사료로서도 사용되지 못하고, 대부분 버려지고 있는 상태이다. 농촌의 소득증대를 위해서도 한지의 개발처럼 옥수숫대는 새로운 방법으로 가공, 처리하여 펄프화나 기타 다른 재료로서의 이용가치를 높여야 할 것이 마땅하다.Corn grown in rural areas is used as our food, but corncobs are not used as feed today, and most of them are discarded. As for the development of rural income, corn plants should be processed and processed in new ways to increase the value of pulping and other materials.
한편, 전 세계의 옥수숫대 생산량은 연간 약 750,000,000톤에 달하며, 미국의 경우, 옥수숫대 생산량이 연간 약 150,000,000톤에 달하며, 그 중 30 내지 35% 정도가 제지용으로 적합하지만, 아직 펄프 및 제지산업에서는 사용되지 못하고 있다. Meanwhile, the world's corn production is about 750,000,000 tons annually, and in the United States, corn production is about 150,000,000 tons annually, 30-35% of which is suitable for papermaking, but is still used in the pulp and paper industry. I can't.
일반적으로 펄프를 제조방법에 따라 크게 분류하면 기계펄프, 반화학펄프 및 화학펄프로 구별된다. 기계펄프는 물의 존재 하에서 기계적 마쇄작용으로 목재를 해리시켜 만들어지는 펄프를 말하며, 이는 원목의 섬유장이 길어야 좋은 품질의 펄프를 얻을 수 있으므로, 주로 가문비나무, 전나무, 소나무, 흑송 등과 같은 침엽수 가 원료로 쓰인다. 반화학펄프는 목재를 중성아황산염 용액으로 완만하게 증숙하고, 기계적 처리를 통해 해리시켜 만들어지는 펄프를 말하며, 이 공정에는 가볍고 연한 수종으로 포플러, 버들, 피나무, 너도밤나무, 참나무, 오리나무, 물푸레나무 등이 원료로 쓰인다. 화학펄프는 섬유원료를 아황산과 산성아황산염의 혼합액과 함께 가압한 다음 증숙하여 만들어지는 펄프를 말하며, 화학처리가 잘 이행되도록 원료 중에 수지 함량이 낮은 수종이 원료로 쓰인다.Generally, pulp is classified into mechanical pulp, semichemical pulp and chemical pulp. Mechanical pulp is a pulp made by dissociating wood by mechanical grinding in the presence of water, which means that conifers such as spruce, fir, pine, black pine, etc. Used. Semichemical pulp is a pulp made by gently steaming wood with neutral sulfite solution and dissociating it through mechanical treatment. This process is a light and soft species of poplar, willow, bark, beech, oak, alder, ash. It is used as a raw material. Chemical pulp refers to pulp that is made by pressing a fiber material with a mixture of sulfurous acid and acid sulfite and then steaming it. Some species with low resin content are used as raw materials for chemical treatment.
기계펄프는 화학펄프의 경우 보다 통상적으로 공장 설립자본 비용이 적으며, 수율이 높고 제조원가가 저렴하게 될 수 있다. 또한, 기계펄프는 화학펄프의 경우에서 많이 발생하는 오염문제를 유발시키지 않는다는 장점이 있다. 일반적으로, 기계펄프는 품질이 화학펄프와 같이 고급이 아니며, 따라서 요구되는 품질인 동시에 경제적으로 제조되는 최종 펄프를 수득하기 위해 기계펄프와 화학펄프를 결합시키는 것은 익히 공지된 기술이다. 기본적인 리파이너기계펄프(RMP ; refiner mechanical pulp)에서 유래한 기계펄프법의 전술한 개선점으로 인하여 기계펄프가 화학펄프에 가까운 특성을 갖게 되었으며, 따라서 이와 같은 이들 기계펄프는 전통적으로 화학펄프에 사용되던 분야에서 부분적으로 또는 전체적으로 화학펄프의 대체품으로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 캐나다 특허 제1071805호, 제1145106호 및 제1145107호에는 화학펄프의 대체품으로서 유용한 것으로 청구된 기계펄프의 제조방법이 기술되어 있다. 상기 특허들의 제조방법의 공정들은 리파이닝단계 이후에 열기계펄프(TMP ; thermal mechanical pulp), 리파이너기계펄프(RMP) 또는 열화학기계펄프(TCMP ; thermal chemical mechanical pulp) 타입의 기계펄프를 비교적 많은 도입량의 증해용 화학약품인 아황산나트륨 수용액으로 처리하거나, 이 수용액과 혼합하고, 증해단계 후, 처리된 펄프를 임의로 추가로 리파이닝 시킴으로써 가압증해시킴을 필요로 한다. 미국 특허 제4502918호에는 목재 입자를 아황산나트륨 수용액으로 처리한 후, 처리된 입자를 증해 및 리파이닝시킨 후, 생성된 펄프를 분리시키는 펄프화 방법이 기술되어 있다. 프랑스 특허 제2544757호에는 바가스 및 대나무로부터 펄프를 제조하는 방법이 기술되어 있으며, 이 방법은 적어도 2 이상의 증해단계가 포함되며, 각각의 단계 전에 증해제를 첨가한다. 섬유속의 분리를 위해, 2 증해단계 사이에 감압(blow down)을 발생시키는 것을 포함한다.Mechanical pulp is typically less costly to establish a factory than chemical pulp, and can yield high yields and low manufacturing costs. In addition, mechanical pulp has the advantage that it does not cause a lot of pollution problems that occur in the case of chemical pulp. In general, mechanical pulp is not as high quality as chemical pulp, and it is therefore well known to combine mechanical pulp with chemical pulp to obtain a final pulp that is of the required quality and economically produced. The above-mentioned improvements in the mechanical pulp method derived from the basic refiner mechanical pulp (RMP) have made mechanical pulp more close to chemical pulp, and thus these mechanical pulp have traditionally been used in chemical pulp. It can be used in part or in whole as a substitute for chemical pulp. For example, Canadian Patents 1071805, 1145106, and 1145107 describe a method for producing mechanical pulp claimed as being useful as a substitute for chemical pulp. The processes of the manufacturing methods of the above patents involve the introduction of relatively high amounts of mechanical pulp of thermal mechanical pulp (TMP), refiner mechanical pulp (RMP) or thermal chemical mechanical pulp (TCMP) type after the refining step. It is necessary to perform pressure cooking by treating with a sodium sulfite aqueous solution, which is a chemical for cooking, or mixing with the aqueous solution, and optionally further refining the treated pulp after the cooking step. US Pat. No. 4,530,18 describes a pulping method in which wood particles are treated with aqueous sodium sulfite solution, followed by cooking and refining the treated particles, and then separating the resulting pulp. French patent 2544757 describes a process for preparing pulp from bagas and bamboo, which comprises at least two cooking steps, with the addition of a cooking agent before each step. For the separation of the fiber bundles, a blow down occurs between the two cooking stages.
한편, 옥수숫대와 관련된 선행 연구를 살펴보면, 미국특허 제1,639,152호(1927년)에는 고대 화학에서 정량적으로 실험할 수 없는 상황에서 출원한 특허로서, 옥수숫대의 섬유질 부분을 분리하는 데 있어서 미생물에 의한 발효와 막연히 소다(soda), 석회(lime), 아황산염(sulphite)을 이용하여 펄프를 추출하고, 사용처로는 판제 대용품(lumber substitute), 벽보드용(wall board), 단열재(insulating material)에 쓰이는 등의 펄프제조에 관한 것이 기술되어 있으며, 아주 단순히 소다, 석회, 아황산염 등의 화학물질을 이용하여 증해시키는 것에 대하여 기재하고 신문용지를 제조할 수 있다고 하고 있으나, 옥수숫대에 대한 구체적인 증해액의 액비 즉, 첨가량에 대하여는 전혀 기재한 바가 없으며, 증해온도 및 시간 등에 대하여도 전혀 기재한 바가 없다. 미국특허 제1,845,487호(1928년)에는 적은 리그닌 함량과 높은 펜토산(당류) 함량을 가진 식물을 묽은 황산으로 증해하거나 또는 묽은 황산과 10파운드의 압력으로 증해하는 경우와, 묽은 황산으로 가수분해하는 방 법으로 셀룰로오스를 제조하는 것을 기술하고, 썰거나 가루로 만든 옥수숫대를 1% 황산 용액으로 가열, 가압처리하여 수용성 물질을 제거하여 펄프를 제조하는 것을 기술하고 있다. 미국특허 제5,944,953호에는 옥수숫대나 밀집을 기계적 방법과 화학적 방법을 동시에 적용한 펄프화 공정에 관한 특허로서, 소다(NaOH), 석회소다(CaO2+NaOH), 중성 아황산염(neutral sulfite ; Na2SO2+NaOH)을 사용하는 것에 대하여 기술하고 있으며, 그 구체적인 첨가량은 기재하고 있지 않지만, 옥수숫대 건조량 기준 10 내지 15중량%의 수산화칼륨(KOH)을 옥수숫대 건조량 기준 10 내지 15%, 아황산칼륨(K2SO3)를 옥수숫대 건조량 기준 0 내지 5%의 양으로 사용할 수 있음이 기재되어 있다. 기타 러시아 특허(제213995호)에는 일반적인 초본류 펄프 제조공정에 관하여 기술하고 있으며, 여기에서는 증해공정에 있어서 액비, 온도 및 시간에 대하여 전혀 기재하고 있지 않다.On the other hand, looking at the prior studies related to corn cob, US Patent No. 1,639,152 (1927) is a patent filed in a situation that can not be quantitatively experimented in ancient chemistry, it is a patent for the fermentation by microorganisms in separating the fiber part of corn cob The pulp is extracted by using soda, lime, and sulfite, and used as a substitute for a plate, a wall board, and an insulating material. Although it is described that pulp is manufactured, it can be described simply for cooking using chemicals such as soda, lime, and sulfite, and newspaper paper can be produced. It has not been described at all, and has not been described at all in the cooking temperature and time. U.S. Pat. It describes the preparation of cellulose by the method, and the preparation of the pulp by removing water-soluble substances by heating and pressing chopped or ground corncob with 1% sulfuric acid solution. U.S. Patent No. 5,944,953 discloses the cornstalk or dense as patent relates to a pulping process applying a mechanical method and a chemical method at the same time, soda (NaOH), lime soda (CaO 2 + NaOH), neutral sulphite (neutral sulfite; Na 2 SO 2 + NaOH), and the specific amount of addition is not described, but 10 to 15% by weight of potassium hydroxide (KOH) based on the amount of dry cornstalk is 10 to 15% based on the amount of dry cornstalk and potassium sulfite (K 2 SO). It is described that 3 ) can be used in an amount of 0 to 5% based on the amount of dry corncob. Other Russian patents (No. 213995) describe a general herbal pulp manufacturing process, which does not describe liquid ratio, temperature and time in the cooking process.
따라서 옥수숫대를 원료로 사용하여 펄프를 효과적으로 생산할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다.Therefore, the development of a method that can effectively produce pulp using corn cob as a raw material is required.
본 발명의 목적은 일년생초인 옥수숫대에 증해제를 가하고, 증해제의 첨가 전, 중, 후로 기계적으로 리파이닝시켜 완전히 옥수숫대 섬유를 분리하여서 펄프를 수득하는 옥수숫대 셀룰로오스로부터의 기계펄프의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a process for producing mechanical pulp from corn cellulose, by adding a cooking agent to corncob, which is a year-old herb, and mechanically refining before, during, and after the addition of the cooking agent to completely separate the corn-cob fibers to obtain pulp. .
본 발명에 따른 옥수숫대 셀룰로오스로부터의 기계펄프의 제조방법은, 옥수숫대를 원료로 하여 펄프를 제조함에 있어서, (1) 옥수숫대를 분쇄한 분쇄물 100중량부에 가성소다, 탄산나트륨, 산화나트륨 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 증해제 0.5 내지 5중량부를 가하고, 함침시킨 후, 고형분을 분리하여 증해시키는 1차증해단계; (2) 상기 1차증해단계에서 증해되어 수득된 혼합물에 상기 증해제 5 내지 10중량부를 더 가하고, 함침시킨 후, 고형분을 분리하여 증해시키는 2차증해단계;들을 포함하여 이루어지되, 상기 2차증해단계 직전, 상기 2차증해단계 도중 또는 상기 2차증해단계 이후에서 증해의 대상이 되는 고형분을 분리하여 기계적으로 리파이닝시키는 리파이닝단계;를 포함하여 이루어진다.Method for producing mechanical pulp from corn cellulose according to the present invention, in the production of pulp from the corn stalk as raw material, (1) 100 parts by weight of pulverized crushed corn corn, sodium carbonate, sodium carbonate, sodium oxide or two of these A first cooking step of adding 0.5 to 5 parts by weight of a cooking agent selected from the group consisting of the above mixture, impregnating, and separating and cooking the solids; (2) further adding 5 to 10 parts by weight of the cooking agent to the mixture obtained by cooking in the first cooking step, and impregnating the secondary cooking step to separate and solidify the solids; And a refining step of separating and mechanically refining the solids to be subjected to cooking immediately before the solution step, during the second cooking step or after the second cooking step.
이하 본 발명을 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples.
본 발명에 따른 옥수숫대 셀룰로오스로부터의 기계펄프의 제조방법은, 옥수숫대를 원료로 하여 펄프를 제조함에 있어서, (1) 옥수숫대를 분쇄한 분쇄물 100중량부에 가성소다, 탄산나트륨, 산화나트륨 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 증해제 0.5 내지 5중량부를 가하고, 함침시킨 후, 고형분을 분리하여 증해시키는 1차증해단계; (2) 상기 1차증해단계에서 증해되어 수득된 혼합물에 상기 증해제 5 내지 10중량부를 더 가하고, 함침시킨 후, 고형분을 분리하여 증해시키는 2차증해단계;들을 포함하여 이루어지되, 상기 2차증해단계 직전, 상기 2차증해단계 도중 또는 상기 2차증해단계 이후에서 증해의 대상이 되는 고형분을 분리하여 기계적으로 리파이닝시키는 리파이닝단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.Method for producing mechanical pulp from corn cellulose according to the present invention, in the production of pulp from the corn stalk as raw material, (1) 100 parts by weight of pulverized crushed corn corn, sodium carbonate, sodium carbonate, sodium oxide or two of these A first cooking step of adding 0.5 to 5 parts by weight of a cooking agent selected from the group consisting of the above mixture, impregnating, and separating and cooking the solids; (2) further adding 5 to 10 parts by weight of the cooking agent to the mixture obtained by cooking in the first cooking step, and impregnating the secondary cooking step to separate and solidify the solids; And a refining step for separating and mechanically refining solids to be subjected to cooking immediately before the solution step, during the second cooking step or after the second cooking step.
즉, 본 발명은 옥수숫대를 원료로 하여 펄프를 제조함에 있어서, 적어도 2회 이상의 증해와 적어도 1회 이상의 리파이닝을 거쳐 펄프를 제조하는 것을 특징으로 하며, 옥수숫대 셀룰로오스 물질의 리파이너로의 도입 전 또는 도입 시에 또는 1차 리파이닝 후에 아황산나트륨 수용액을 2차 첨가하는 2단계 증해 및 리파이닝단계를 수행하여 펄프를 제조함에 특징이 있다. 본 발명은 옥수숫대 셀룰로오스 물질의 리파이너로의 도입 전, 도입 중 또는 1차 리파이닝단계 후에 증해제를 첨가하여 전체 공정으로 펄프를 제조하는 점에 특징이 있다. 본 발명에 따른 방법은 전체 펄프의 제조 동안 적어도 2단계의 증해 및 리파이닝단계로 수행하더라도 기존의 펄프 제조방법에 비하여 에너지 소요량을 현저히 감소시키는 반면, 최종 용도에 바람직한 많은 특성을 증가시키면서 수행될 수 있다는 장점을 제공한다. 본 발명은 증해제를 2개의 분리된 도입량으로 분할하여 도입하며, 바람직하게는 1차 도입량이 2차 도입량에 비해 더 적고, 단순한 혼합단계가 아닌 함침 공정 시에 도입하는 것을 포함한다. 본 발명에 따라 생성된 펄프는 미분함량이 낮으며, 고강도 특성을 지닌다.That is, the present invention is characterized in that the pulp is produced by at least two times cooking and at least one refining in the manufacture of pulp from the corncob as raw material, before or when introducing the corncob cellulose material into the refiner It is characterized in that the pulp is prepared by performing a two-step cooking and a refining step of adding an aqueous sodium sulfite solution secondly after or after the first refining. The invention is characterized in that the pulp is prepared in the whole process by adding a thickener before, during or after the first refining step of the corncob cellulosic material into the refiner. Although the process according to the invention can be carried out with at least two stages of cooking and refining during the production of the entire pulp, it can be carried out with a significant reduction in energy requirements compared to the conventional pulp production process, while increasing many of the properties desired for the end use. Provide advantages. The present invention divides and introduces the cooking agent into two separate introduction amounts, preferably the first introduction amount is smaller than the second introduction amount, and includes the introduction in the impregnation process rather than a simple mixing step. The pulp produced according to the present invention has a low fine content and has high strength properties.
상기 (1)의 1차증해단계는 옥수숫대를 분쇄한 분쇄물 100중량부에 가성소다, 탄산나트륨, 산화나트륨 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 증해제 0.5 내지 5중량부를 가하고, 함침시킨 후, 고형분을 분리하여 증해시키는 것으로 이루어진다. 이때의 증해는 통상 수증기를 가하여 가열시켜서 증해시킬 수 있다. 상기에서 증해제가 상기 분쇄물 100중량부 당 0.5중량부 미만으로 사용되는 경우, 함침의 효과가 나타나지 않게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 5중량부를 초과하여 사용되는 경우, 기계펄프의 수율이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.In the first cooking step of (1), 0.5 to 5 parts by weight of a caustic agent selected from the group consisting of caustic soda, sodium carbonate, sodium oxide or a mixture of two or more thereof is added to 100 parts by weight of the pulverized maize mill. Then, the solid content is separated and cooked. Cooking at this time can be performed by heating by adding steam. When the thickener is used in less than 0.5 parts by weight per 100 parts by weight of the pulverized product, there may be a problem that the effect of impregnation does not appear, on the contrary, when used in excess of 5 parts by weight, the yield of mechanical pulp is reduced There may be a problem.
상기 (2)의 2차증해단계는 상기 1차증해단계에서 증해되어 수득된 혼합물에 상기 증해제 5 내지 10중량부를 더 가하고, 함침시킨 후, 고형분을 분리하여 증해시키는 것으로 이루어진다. 이때의 증해 역시 통상 수증기를 가하여 가열시켜서 증해시킬 수 있다. 상기에서 증해제가 상기 혼합물 100중량부 당 5중량부 미만으로 사용되는 경우, 섬유의 유연성이 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 10중량부를 초과하여 사용되는 경우, 섬유의 강도에 손상을 초래하게 되는 문제점이 있을 수 있다.In the second cooking step of (2), 5 to 10 parts by weight of the cooking agent is further added to the mixture obtained by cooking in the first cooking step, and after impregnation, the solid content is separated and cooked. The cooking at this time may also be performed by heating by adding steam. When the thickener is used in less than 5 parts by weight per 100 parts by weight of the mixture, there may be a problem that the flexibility of the fiber is reduced, on the contrary, when used in excess of 10 parts by weight, causing damage to the strength of the fiber There may be a problem.
특히, 본 발명에서는 상기 2차증해단계 직전, 상기 2차증해단계 도중 또는 상기 2차증해단계 이후에서 증해의 대상이 되는 고형분을 분리하여 기계적으로 리파이닝시키는 리파이닝단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 상기 리파이닝단계는 통상의 리파이너를 사용하여 기계적으로 마쇄시켜 섬유질을 분리해내는 것으로서, 당업자에게는 국내외 유수의 제조업자들로부터 상용적으로 이를 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있다. 특히 상기 리파이너로서는 통상의 디스크 리파이너(disc refiner), 더욱 바람직하게는 가압 더블 디스크 리파이너 등 상용화된 고성능의 리파이너가 될 수 있으나, 본 발명이 이들에 제한되는 것은 아니다.Particularly, the present invention includes a refining step of separating and mechanically refining solids to be subjected to cooking immediately before the second cooking step, during the second cooking step, or after the second cooking step. . The refining step is a mechanical grinding using a conventional refiner to separate the fibers, it can be understood to those skilled in the art to the extent that it can be purchased and used commercially from the leading manufacturers at home and abroad. In particular, the refiner may be a commercially available high performance refiner such as a conventional disc refiner, more preferably a pressurized double disc refiner, but the present invention is not limited thereto.
이와 같은 본 발명을 이하의 실시예들에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 이들 실시예들에 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in detail based on the following embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments.
실시예 1Example 1
옥수숫대 분쇄물을 스티밍용기(steaming vessel)에서 약 95℃에서 10분 동안 처리하고, 응축액을 배수시키고, 용기 내에 옥수숫대를 분쇄한 분쇄물 100중량부에 산화나트륨 3중량부를 가하여 50℃에서 20분 정도 함침시켰다. 함침 후, 증해액을 배수시켰다. 그 후, 함침된 분쇄물에 직접 수증기를 주입하여 약 130℃에서 10분 동안 증기상 반응을 시켰다. 증해된 증해된 분쇄물을 스크류 컨베이어에 의해 배출시키고, 상용화된 통상의 가압 더블디스크 리파이너에 도입시켰다. 상기 리파이너에 도입시킬 때, 2차 증해용의 증해제로서 산화나트륨을 옥수숫대 분쇄물 100중량부에 대하여 10중량부로 가하였다. 펄프/액체 혼합물을 리파이너에서 쿡킹용기로 다시 운반시키고, 160℃에서 약 60분간 증해시켰다. 증해된 펄프를 배출시키고, 2차리파이닝 시켰다. 상기의 두 리파이닝 단계들은 약 450kpa에서 작동시켰다.100 parts by weight of crushed corncob in a steaming vessel for 10 minutes at a steaming vessel for 10 minutes, draining the condensate and pulverizing the corncob in the container. 3 parts by weight of sodium oxide was added and impregnated for 20 minutes at 50 ° C. After impregnation, the amount of cooking Drained. Thereafter, water vapor was directly injected into the impregnated mill to undergo a vapor phase reaction at about 130 ° C. for 10 minutes. The cooked cooked crushed product was discharged by a screw conveyor and introduced into a commercially available pressurized double disc refiner. When introduced into the refiner, sodium oxide was added in an amount of 10 parts by weight based on 100 parts by weight of crushed corncob as a cooking agent for secondary cooking. The pulp / liquid mixture was transferred from the refiner back to the cooking vessel and cooked at 160 ° C. for about 60 minutes. The cooked pulp was drained and subjected to secondary refining. The two refining steps were operated at about 450 kpa.
실시예 2Example 2
펄프를 2차리파이닝을 위한 리파이너에로의 도입 시에 추가로 증해제로서 산화나트륨을 옥수숫대 분쇄물 100중량부에 대하여 7중량부로 가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.When the pulp was introduced into the refiner for secondary refining, it was carried out in the same manner as in Example 1 except that sodium oxide was further added as a thickener to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the corn cob mill.
상기 실시예 1 및 2에 의해 수득된 펄프는 인장지수, 파열성 및 기밀도를 개선시키기 위한 추가의 리파이닝 단계에 대해 적절하며, 이는 선택된 최종 용도에서 이의 성능을 향상시킬 수 있다. 본 발명에 따라 수득되는 펄프는 전체적으로 또는 부분적으로 화학펄프 대체품으로서, 예를 들면, 신문용지를 비롯한 각종 종이, 티 슈, 기계인쇄용 등급의 용지, 판지로서의 최종 용도에 적합하나, 이들에 제한되는 것은 아니다.The pulp obtained by Examples 1 and 2 above is suitable for further refining steps to improve tensile index, rupture and airtightness, which can improve its performance in selected end applications. The pulp obtained in accordance with the present invention is, in whole or in part, a chemical pulp substitute, suitable for end use as, for example, various papers, tissues, paper for printing grades, paperboards including paper, but not limited thereto. no.
상기 실시예들에서 수득된 펄프의 인장지수는 20 내지 47Nm/G, 0.6 내지 3.5㎪㎡/g, 밀도는 2 내지 4㎏/㎥의 물성을 갖는 것으로 측정되었다.The tensile index of the pulp obtained in the above examples was measured to have physical properties of 20 to 47 Nm / G, 0.6 to 3.5 m 2 / g, and density of 2 to 4 kg / m 3.
따라서 본 발명에 따르면 일년생초인 옥수숫대에 증해제를 가하고, 증해제의 첨가 전, 중, 후로 기계적으로 리파이닝시켜 완전히 옥수숫대 섬유를 분리하여서 펄프를 수득하는 옥수숫대 셀룰로오스로부터의 기계펄프의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, a method for producing a mechanical pulp from corn cellulose by adding a cooking agent to corncob, which is a year-old herb, and mechanically refining before, during and after the addition of the cooking agent to completely separate the corn-cob fiber to obtain pulp. There is.
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